Любой владелец автомобиля с любым приводом рано или поздно встретится c колесом кардана. Этот передаточный элемент сильно нагружен и поэтому требует обслуживания.
Состоит конструкция из:
- центральная труба;
- наконечники и крестовины;
- скользящая вилка;
- вилка шарнира;
- промежуточный подшипник;
- подвесной подшипник;
- эластичная муфта.
Сцепление обычно связано с элементом, который используется для соединения двигателя с коробкой передач. Мы можем управлять им и отключать в нужный момент. Однако определение сцепления гораздо шире.
В машиностроении муфта определяется как устройство для постоянного соединения или соединения и разъединения с целью передачи крутящего момента. Оси соединяемых элементов могут лежать на одной прямой или пересекаться под углом. В каждом сцеплении можно выделить активный (ведущий) и пассивный (ведомый) звенья.
Первый, разумеется, установлен на ведущем, а второй аналогично – на ведомом. Между этими элементами находится соединитель, который может быть во многих различных формах, не обязательно в виде сборки частей машины, например, в виде жидкости.
Содержание
Значение термина, описание функций
Карданный вал назван в честь своего изобретателя, итальянского математика 16 века Джироламо Кардано. Для данной конструкции характерно применение универсального шарнирного узла в точках изгиба.
Карданный вал и его конструкция
Коленчатый вал – приспособление, дающее вращение на ККП. Сложность в том, что они размещены в различных плоскостях.
Кардан трансмиссии установлен вдоль системы выхлопа, внешне напоминая длинную балку от трансмиссии к задней оси. Он оборудован универсальными шарнирными узлами (по одному на каждой стороне, минимальное количество 2 шт.) и одним шарниром со смещением вдоль оси.
Узел универсален, конструктивно прост, ремонтопригоден. Он обеспечивает равномерную передачу мощности между коаксиальными валами, даже при больших углах между ними.
У карданной передачи есть одна неприятная особенность, считающаяся недостатком – если увеличивается угол между валами, то наблюдается не синхронное их вращение. Поэтому передача не применяется на машинах переднеприводной конструкции.
Использование парных шарниров, у которых вилки промежуточного вала находятся на одной плоскости, позволяет частично компенсировать данный недостаток. Там, где необходима синхронность работы валов применяют шарниры равных угловых скоростей, которые представляют собой более совершенную конструкцию, но и более сложную.
Существует, по крайней мере, несколько широко используемых конструкций, но все они имеют одну общую черту – у них есть карданные шарниры или универсальные шарниры. В зависимости от потребностей количество карданных шарниров может варьироваться от одного до нескольких. Может дополнительно состоять из компенсатора длины, гасителя колебаний и различных типов промежуточных креплений (опор).
Название карданный часто используется для обозначения прецизионных карданных валов, которые похожи на трубу со слегка скрытыми карданными шарнирами на концах и компенсацией длины. Из-за малых размеров подшипников это конструкции с низкой прочностью, но с большой компенсацией длины (разница между минимальной и максимальной длиной). Карданы прецизионные и шарниры используются в промышленности.
Описание устройства и принципа работы карданного вала
Этот узел необходим для:
• привода машин;
• приводов гидронасосов и других узлов автомобилей;
• промышленной, горнодобывающей и строительной техники.
Используемые компоненты карданного вала влияют на его смазку и ее периодичность. Необслуживаемые от английского «servicefree», не имеющие точек смазки, приобретают популярность, поскольку благодаря хорошему уплотнению они рассчитаны на длительную эксплуатацию без необходимости обслуживания.
Конструкция карданной передачи выглядит так:
1. Центральная труба.
2. Наконечники и крестовины.
3. Скользящая вилка.
4. Вилка шарнира.
5. Промежуточный подшипник.
6. Подвесной подшипник.
7. Эластичная муфта.
Эти устройства способствуют передаче крутящего момента. Конструкция двухосного авто с задним ведущим мостом обеспечивает переход на заднюю ось.
Ведущий вал представляет собой конструкцию, передняя часть которого шарнирно соединена с ведомым валом коробки. Задняя часть соединена с конической шестерней, которая непрерывно соединена с большой конической ведомой шестерней. Шестерни являются главной передачей автомобиля. Придает крутящий момент ведущим колесам.
Шарнирное соединение необходимо из-за особого расположения карданного вала и корпуса коробки передач. Они под углом. Изменение угла по отношению к толкателю происходит, когда ведущий мост, подвешенный на пружинах, перемещается относительно корпуса, рамы, при сталкивании поверхности авто с неровностями дороги. Изменения происходят в незначительной степени и в том случае, когда изменяется величина прогиба пружин на направляющем мосту. Это происходит, когда нагрузка на автомобиль уменьшается или увеличивается.
Карданный вал имеет в основе 2 полые трубы, которые в центре соединяются по оси. Передняя часть имеет вращающуюся часть и через переходник сцепления соединена с выходом КПП. На пересечении двух карданных секций, есть перекресток, который соединяет их между собой крестом. Получается крестообразная конструкция с подшипниками на каждой стороне. Эти подшипники установлены на вилке, и благодаря им, вращение передается от вала к валу на угол от 15 до 35 градусов, в зависимости от устройства.
В задней части кардан прикручен к коробке передач хомутом, который крепится четырьмя винтами.
Типы карданных передач
В большинстве случаев водители воспринимают концепцию карданной трансмиссии с особенностями работы, функционирования заднеприводного авто. Фактически, он используется не только в этом автоузле.
Различают 4-е вида трансмиссии:
• асинхронный;
• синхронный;
• эластичный полукардан;
• полкардан жесткого типа.
Карданный шарнир объединяется активным и пассивным соединителем крестовиной. Концы обоих валов имеют форму вилки. Концы вилок обоих узлов, являющихся ведущим и ведомом, постоянно соединены с крестовиной. Способ соединения позволяет относительное вращение в плоскости, перпендикулярной вращения другого элемента. Благодаря этому идет передача крутящего момента между отклоненными друг от друга деталями, даже на большой угол.
Основная проблема поворотных муфт этого типа заключается в том, что частота вращения ведомого вала пульсирует, она попеременно меняет скорости активного вала. Чем больше угол между осями соединяемых, тем больше пульсация.
Карданные муфты широко используются не только в автомобилестроении, но и во всем машиностроении. Многие компоненты трансмиссии невозможно соединить из-за их конструкции. Карданная муфта позволяет расположить оси отдельных узлов в разных плоскостях. Даже в газовых плитах имеются карданные шарниры для передачи вращения от ручки к газовой арматуре.
Устройство автомобиля, приблизительно одинаково у всех. Соответственно, коробка передач, что у грузовика, что у легкового автомобиля, также будет находиться на одном и том же месте. Действие шарнира может меняться во время движения, соответственно — деформироваться.
Проверка технического состояния
«Карданный вал» или кардан – это одна из многочисленных деталей трансмиссии автомобилей, спецтехники.
Он универсален, без него невозможно представить ни одно ТС, будь то автомобиль или спецтехника. Назначение – передача крутящего момента от коробки переключения передач на редуктор переднего, заднего моста или на двигатель, что зависит от конструкции машины.
Определение основных неисправностей
Как и у многих компонентов автомобиля, повреждения карданного узла происходит вследствие неправильного или неосторожного использования. Водители обычно того не замечают или пренебрегают своевременным ремонтом, который обошелся бы намного дешевле замены запчасти или капитальных ремонтных работ. Обычное правило – пока не разрушается, об этом не нужно беспокоиться. Между тем, кардана – одна из самых загруженных частей в любой машине. Неисправности могут возникнуть без надлежащего обслуживания, водитель будет проинформирован по таким симптомам, как:
• вибрации;
• тремор;
• гудение;
• урчание;
• стук из-под автомобиля при трогании с места;
• различные неопознанные звуки.
Что может сломаться? Как должен произойти сбой?
Казалось бы, карданный вал – чрезвычайно простой элемент, в котором мало что может сломаться. На практике список возможных сбоев на удивление велик:
- Сломана резина опоры вала — ремонтировать тут нечего, нужно заменить. И как можно скорее.
- Изношенная опора карданного вала — наиболее частое следствие серьезного износа приводной системы и следствие очень большого пробега автомобиля.
Способ исправить и замена карданного вала
Поврежденная крестовина приводного вала или шарнира — еще одна неисправность, которую лучше всего устранить, заменив поврежденный элемент.
Поломка крестовины вала, повреждение крепления крестовины — встречается редко и приводит к полной потере привода. Решение? Замена и это вместе с капитальным ремонтом. При необходимости очень важно своевременно провести регенерацию в легковых автомобилях, внедорожников, фургонов, грузовиков, автобусов, гидравлических насосов и других компонентов транспортных средств, промышленной, горнодобывающей и другой техники.
В зависимости от типа поломки проводят:
• замену крестовины;
• проверяют фланцевое соединение;
• проверяют трубчатый шарнир (копыто);
• ремонтируют муфты;
• проводится замена трубы, а также своевременная правка трубы;
• проводят удлинение или укорочение;
• замена шлицевых скользящих;
• переделка неразборных приводных в разборные;
• балансировка.
Очень важно, чтобы проводил балансировку грамотный мастер.
Стоит отметить, что не всегда нужна покупка чего-то нового. Иногда ремонт обходится и дешевле, если есть возможность устранить сопутствующие проблемы в работе того или иного узла.
Что касается балансировки, то она осуществляется в несколько шагов:
1. Проверка состояния и степени износа.
2. Демонтаж карданной передачи.
3. Проверка всех элементов.
4. Замена поврежденных деталей приводного, в случае необходимости.
5. Выпрямление карданной передачи на прессе для правки.
6. Смазка крестоносцев, шарниров.
7. Проведение динамической балансировки с точностью до 1г (балансировка).
8. Покраска и защита от коррозии.
9. Установка узла на место.
10. Тест-драйв.
Крестовины надежны и самые нагруженные узлы в процессе работы, поэтому их приходится нередко ремонтировать, обновлять.
Один из важных компонентов подшипники, которые воспринимают все нагрузки на себя (осевая, радиальная), обеспечивая нормальное вращение, качение. Это один из самых нагруженных узлов, которому необходимо проводить регулярное ТО.
Чем больше угол работы вала, тем большую нагрузку переносят его крестовины. Требуют периодической смазки и контроля зазора.
Узел имеет сложную конструкцию, поэтому качество изготовления должно быть на первом месте. Необходимо соблюдать размеры, допуски, требования к обработке (термообработке), нарезке резьбы, заявленные конструктором.
На рынке представлено очень много дешевых китайских замен, у которых срок службы очень короткий. Слабый герметик приводит к вытеканию смазки, а применение некачественных материалов в процессе изготовления приводит к быстрой поломке (появление люфта), так как узел не рассчитан на восприятие требуемых нагрузок. Подобное происходит при применении мягких сплавов, которые используются для снижения стоимости изделий.
Слишком твердая сталь вызывает трещины корпуса или чашки. Но несмотря ни на что, даже такая деталь подлежит ремонту, а не замене. Что существенно удешевит ремонт.
Сначала изнашиваются поперечные и опорные подшипники, затем наиболее распространенные шлицевые соединения при компенсации длины. Повреждение фланцев, труб и соединений труб происходит относительно реже. Замена отдельных компонентов требует балансировки вала, если только он не работает на очень низкой скорости (обычно менее 500 об / мин).
Заключение
Все мы восхищаемся двигателями — их производительностью, долговечностью и звуком. Однако мы забываем, что без передачи энергии они были бы бесполезны. Именно цепи, ремни, звездочки и шестерни заставляют двигатель проявлять свои возможности.
Карданный вал имеет ряд технических недоработок, поэтому он часто выходит из строя. Сейчас начали появляться модификации, которые объединяют в себе обычный вал и ШРУСы. Такие системы, начали устанавливать на дорогие внедорожники, а классические модели уходят потихоньку в прошлое.
